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数据库(二)-关系数据库

二、关系数据库

域、投影操作、选择操作、链接操作、自然连接、左右连接

在关系代数的专门运算中,从表中取出指定的属性(列)的操作称为:投影

​ 从表中选出满足某种条件的元组操作称为:选择

提出关系模型的是美国IBM公司的E.F.Codd

  • 1970年提出关系数据模型

    E.F.Codd,”A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks”,《Communication of the ACM》,1970

  • 之后,提出了关系代数和关系演算的概念

  • 1972年提出了关系的第一、第二、第三范式

  • 1974年提出了关系的BC范式

2.1、关系数据结构及形式化定义

1、关系

  • 单一的数据结构——关系

    现实世界的实体以及实体间的各种联系均用关系来表示

  • 逻辑结构——二维表

    从用户角度,关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表

  • 建立在集合代数的基础上

  1. 域(domain)

    域是一组具有相同数据类型的值的集合。比如:整数、实数、介于某个取值范围的整数,长度指定长度的字符串集合

  2. 笛卡尔积(Cartesian Product)

    1. 给定一组域D1,D2,。。。,Dn,这些域中可以有相同的
      D1,D2,。。。,Dn的笛卡尔积为:
      D1×D2×…×Dn={(d1,d2,…,dn)|di∈Di,i = 1, 2, .., n}
      所有域的所有取值的一个组合
      不能重复

    2. 基数(Cardinal number)

      1. image-20220607145543179
    3. 笛卡尔积的表示方法

      1. 笛卡尔积可表示为一个二维表
      2. 表中的每行对应一个元组,表中的每列对应一个域
      3. image-20220323194920348
  3. 元组(Tuple)

    关系中的每个元素都是关系中的元组,用t表示。

    笛卡尔积中每一个元素(d1, d2, …, dn)叫做一个n元组(n-tuple)或简称元组(Tuple)

    (张庆梅,计算机专业,李勇)是元组

  4. 分量(Component)

    1. 笛卡尔积元素(d1, d2, …, dn)中的每一个di 都叫做一个分量
    2. 张庆梅、计算机专业、李勇、都是分量
  5. 关系(Relation)

    1. D1×D2×。。。×Dn的子集叫做在域D1,D2,。。。Dn上的关系,表示为
      R(D1, D2, …, Dn)
      R:关系名
      n:关系的目或度(Degree)

    2. 单元关系与二元关系

      1. 当n=1时,称该关系为单元关系或一元关系
      2. 当n=2时,称该关系为二元关系
    3. 关系的表示

      1. 关系是一个二维表,表的每行对应一个元组,表的每列对应一个域
      2. image-20220607153430860
  6. 属性(attribute)

    1. 关系中不同列可以对应相同的域
    2. 为了加以区分,必须对每列起一个名字,成为属性
    3. n目关系必有n个属性
  7. 码(key)

    1. 候选码(Candidate key)

      1. 若关系中的某一属性组的值能惟一地标识一个元组,则称该属性组为候选码
      2. 简单的情况:候选码只包含一个属性
      3. 候选码中的属性称为:主属性
    2. 全码(All-key)

      1. 最极端的情况:关系模式的所有属性组是这个关系模式的候选码,称为全码(All-key)
    3. 主码

      1. 若一个关系有多个候选码,则选定其中一个为主码(Primary key)
    4. 主属性

      1. 候选码的诸属性成为主属性(Prime attribute)
      2. 不包含在任何候选码中的属性称为非主属性(Non-Prime attribute)或非码属性(Non-key attribute)

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  8. 三类关系

    1. 基本关系(基本表或基表)

      1. 实际存在的表,是实际存储的逻辑表示
    2. 查询表

      1. 查询结果对应的表
    3. 视图表

      1. 由基本表或其他视图表导出的表,是虚表,不对应实际存储的数据
  9. 基本关系的性质

    1. 列是同质的(Homogeneoous)

    2. 不同的列可出自同一个域

      1. 其中的每一列称为一个属性
      2. 不同的属性要给予不同的属性名
    3. 列的顺序无所谓,列的次序可以任意交换

    4. 任意两个元组的候选码不能相同

    5. 行的顺序无所谓,行的次序可以任意交换

    6. 分量必须取原子值

      1. 这是规范条件中最基本的一条
      2. image-20220607155229751

2、关系模式

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2.2、关系操作

2.3、关系的完整性

2.4、关系代数

关系代数用关系的运算表示查询,主要分为两类集合

运算和专门的关系运算

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1、并(Union)

R和S

  • 具有相同的目n(即两个关系都有n个属性)
  • 相应的属性取自同一个域

R∪S

  • 仍为n目关系,由属于R或属于S的元组组成
    R∪S={t | t∈R V t∈S}

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2、差(Difference)

R和S

  • 具有相同的目n(即两个关系都有n个属性)
  • 相应的属性取自同一个域

R - S

  • 仍为n目关系,由属于R而不属于S的元组组成
    R - S={t | t∈R ∧t∉ S}

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3、交(Intersection)

R和S

  • 具有相同的目n(即两个关系都有n个属性)
  • 相应的属性取自同一个域

R ∩ S

  • 仍为n目关系,由属于R又属于S的元组组成
    R ∩ S={t | t∈R ∧t∈ S}

    R ∩ S = R - (R - S)

4、笛卡尔积(Cartesian Product)

严格地讲应该是广义的笛卡尔积(Extended Cartesian Product)

R:n目关系,k1个元组

S:n目关系,k2个元组

R×S

  • 列:(n+m)列元组的集合
    • 元组的前n列是关系R的一个元组
    • 后m列是关系S的一个元组
  • 行:k1×k2个元组
    • R×S = {trts | tr∈ R ∧ ts∈S}

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5、专门的关系运算

(1)R,t∈R, t[Ai]
设关系模式为R(A1, A2, …, An
它的一个关系设为R
t∈ R表示 t 是R 的一个元组
t[Ai]则表示元组 t 中相应于属性 Ai的一个分量

(2)A, t[A], $\overline{A}$

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自然连接

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六、关系数据理论

分值最高

范式都要掌握2NF,3NF,BCNF,4NF。给你一个表,判断哪个范式

去掉部分依赖,变成2NF

去掉传递依赖,变成3NF

决定因素是码的话,就是BCNF

BCNF是去掉了主属性之间的函数传递???

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